Un neuro-moniteur optique du métabolisme cérébral de l'oxygène et du flux sanguin pour la néonatologie (BabyLux)

Le projet BabyLux vise à fournir un dispositif précis, précis et robuste pour surveiller en continu le métabolisme cérébral de l'oxygène et le flux sanguin chez les nouveau-nés gravement malades. Cet objectif sera atteint en combinant la spectroscopie proche infrarouge (TRS) résolue dans le temps avec la spectroscopie à corrélation diffuse (DCS) nouvellement développée dans un seul appareil. Les aspects innovants du projet sont liés à l'utilisation de solutions avancées, basées sur des composants photoniques de pointe, qui ont déjà été testés en laboratoire et en essais cliniques sur des adultes.

Spectroscopie proche infrarouge résolue en temps et spectroscopie à corrélation diffuse

La solution proposée intégrera deux techniques photoniques avancées, TRS et DCS. Les deux techniques reposent sur l'utilisation d'une sonde à fibre optique (capteur) pour illuminer le cuir chevelu avec une lumière proche infrarouge de très faible puissance et pour collecter le signal optique réfléchi par diffusion qui s'est propagé à travers le cuir chevelu et le crâne, et transporte donc des informations sur le cuir chevelu plus profond. région corticale. Les différents spectres d'absorption de l'hémoglobine oxygénée et désoxygénée dans le proche infrarouge permettent la surveillance non invasive des deux espèces dans le tissu cortical.

Des prototypes TRS et DCS sont disponibles et ont été techniquement testés en laboratoire et validés avec succès lors d'essais précliniques sur des volontaires adultes et des patients.

Paramètres TRS/DCS mesurés

TRS mesure l'atténuation et l'élargissement temporel d'impulsions lumineuses relativement courtes (durée d'impulsion ~ 100 ps) à travers un milieu diffusif (par exemple la tête d'un nouveau-né). TRS a la capacité de résoudre les longueurs de trajet (ou de manière équivalente le temps de vol) des photons qui se sont propagés à travers les tissus. Cela permet au TRS de séparer les coefficients d'absorption et de diffusion permettant des mesures absolues, et d'utiliser le déclenchement temporel des longueurs de trajet pour accentuer les signaux des tissus plus profonds. Ceci est particulièrement important pour séparer les signaux intra- et extra-cérébraux pour la surveillance du cerveau.

Le DCS repose sur le fait que la corrélation temporelle des champs lumineux dans les milieux troubles obéit également à une équation de diffusion, quoique légèrement différente de celle utilisée pour le TRS. Ainsi, le DCS partage les avantages de pénétration de la lumière du TRS, mais, puisque le DCS mesure explicitement le mouvement des globules rouges, il fournit une mesure directe de quantités telles que le débit sanguin cérébral (CBF).

La combinaison spécifique de DCS et de TRS permet l'évaluation du métabolisme cérébral de l'oxygène et du CBF dans une analyse complète (c.-à-d. Le CBF et l'oxygénation sont fournis simultanément et indépendamment), précis (c'est-à-dire basés sur des mesures absolues de paramètres optiques) et robustes (c'est-à-dire potentiellement moins affectée par les artéfacts liés à l'activité systémique superficielle ou aux mouvements du capteur/de la tête).

L'objectif de cette étude est d'effectuer des mesures cliniques à l'aide de l'instrument BabyLux dans différents contextes cliniques réels afin de valider cette nouvelle technologie en termes de faisabilité, de répétabilité des mesures et de convivialité en médecine néonatale.

Le système BabyLux est testé dans quatre situations réelles différentes pour mesurer :

1. L'augmentation de l'oxygénation et la modification du débit sanguin au cours des minutes qui suivent la naissance précisent la plage de mesure attendue ;
2. La précision et la répétabilité des mesures en réappliquant plusieurs fois le capteur NIRS sur des sites légèrement différents de la tête dans un état relativement stable ;
3. La vaso-réactivité cérébrale à la tension artérielle de dioxyde de carbone chez les nouveau-nés ventilés mécaniquement pour surveiller les modifications induites du débit sanguin cérébral ;
4. La convivialité et la perte de signal dans les situations de soins de routine (par exemple lors de la surveillance 24 heures sur 24 des nouveau-nés en soins intensifs).